Коммутация и подключение

Стандарты определяют два метода создания канала: подключением (interconnection) и коммутацией (cross connection). Создание канала методом подключения предусматривает наличие линии, соединяющей телекоммуникационный разъем и распределительную панель и двух гибких кабелей – абонентского и сетевого. Это самый простой и наиболее распространенный вариант построения СКС.

Рис. 6. Канал с подключением

Коммутация подразумевает вариант подключения с помощью промежуточной панели, которая вместе с панелью базовых линий и коммутационными кабелями образует коммутационный пункт. Таким образом, для подключения сетевого оборудования используются две панели и два соединительных кабеля – сетевой и коммутационный. Лицевая сторона промежуточной панели оснащена стандартными гнездами RJ45, тыльная – многоканальными разъемами. Чаще всего методом коммутации подключают телефонные линии. Еще одним примером канала с коммутацией может служить решение системы мониторинга СКС LAN Sense.

Рис. 7. Канал с коммутацией

АК - абонентский кабель, КК - коммутационный кабель, СК - сетевой кабель, ТР - телекоммуникационный разъем, РП - распределительная панель, ПП - промежуточная панель

Три типа соединительных кабелей, называемых также гибкими, различают по месту подключения. Абонентские кабели (work area cables) используют в рабочей области, сетевые кабели (equipment cables) – в распределительных пунктах и служат для подключения оборудования. Абонентский и сетевой кабели обеспечивают создание канала, но не входят в состав СКС. Коммутационные кабели (patch-cords) служат для соединений между панелями, входят в состав СКС и просто отсутствуют в наиболее распространенной модели канала с двумя разъемами (рисунок 6). А ведь именно так – патч кордами – ошибочно называют все гибкие кабели, в том числе, абонентские и сетевые.

Данная иллюстрация поясняет еще несколько терминов и дает их точное разграничение. В состав СКС входят элементы, выделенные на рисунках 6 и 7 желтым цветом и составляющие горизонтальную подсистему. В канале допускается не более четырех разъемных соединений. До 2000 года точку перехода не включали в бюджет линии. В современных стандартах она переименована в точку консолидации и стала четвертым разъемом стандартной модели канала.

Таким образом, канал на рисунке 6 имеет два разъема, на рисунке 7 – три разъема.

Кабели, шнуры или корды?

Проанализируем значение термина патч-корд. Соединительные кабели имеют два важнейших признака – многожильные проводники и штекерные разъемы на концах. В соответствии с требованием стандартов, медные проводники каждой пары не являются цельным проводом, как в линейных кабелях, а имеют семь жил, скрученных в виде троса. Этот признак и зафиксирован английским термином cord. Наиболее близкий его перевод – трос. Шнуром же по смыслу можно назвать веревку из переплетенных из нитей. Отсюда еще один частный термин – соединительный шнур. Что касается прилагательного соединительный, это определение для всех типов гибких кабелей. Точнее было бы сказать коммутационный. А вот слово шнур, как и трос, отражает второстепенный признак соединительного кабеля – его гибкость. Причем, термин шнур еще более неудачен, чем трос, который, по крайней мере, отражает признак электропроводности. Точный термин – коммутационный кабель.

Чтобы без искажений передать образ предмета, следует фиксировать основные, а не второстепенные признаки. Для человека, который не знает английского языка и кабельного жаргона, словосочетание патч-корд ничего не означает. Если сказать коммутационный кабель, то пониманию этого словосочетания будет способствовать здравый смысл и элементарный бытовой опыт.

За редким исключением коммутационные и абонентские кабели аналогичны. Сетевые кабели могут отличаться от них. В частности, сетевой кабель с 25-ти или 50-контактными разъемами типа Telco на обоих концах служит для соединения многоканального порта сетевого устройства с разъемом на тыльной стороне соединительной панели.

В правильно спланированной и установленной системе пользователи имеют дело только с соединительными кабелями. Горизонтальные и магистральные кабели скрыты от глаз, жестко закреплены и, если монтаж был качественным, не требуют обслуживания в течение многих лет.

Магистральные (backbone cables), горизонтальные (horizontal cables) и соединительные (cords, telecommunications) кабели составляют физические каналы среды передачи (cabling). Возможен и другой подход. Кабели, формирующие фиксированные линии, можно называть линейными. В таком случае канал состоит из линейных и соединительных кабелей. Такой подход хотя и является частным, но не противоречит определениям стандартов.

Думаю, все согласятся с тем, что хороший термин помогает лучше понять, о чем идет речь. Так почему же не говорить коммутационный кабель вместо патч-корд и не сваливать все типы соединительных кабелей в одну кучу? Вот мы и расставили все по своим местам. Подумайте, изменилось ли ваше представление о смысле терминов коммутационный пункт, коммутационная панель и коммутационный кабель?

Коммутация в СКС

Принципиальной особенностью любой СКС является то, что коммутация, в отличие от электронных АТС и сетевого компьютерного оборудования, всегда производится вручную с помощью коммутационных шнуров и/или перемычек, то есть функционирование СКС принципиально не зависит от состояния электропитающей сети. Введение в состав СКС элементов электронной или электромеханической коммутации немедленно влечет за собой обязательное использование в оборудовании штатного источника электропитания. Такое решение абсолютно неоправданно на нынешнем этапе развития техники с экономической и технической точек зрения. Это обусловлено тем, что среднее количество переключений одного порта в действующей системе составляет единицы раз в год, а источник питания обладает существенно меньшей эксплуатационной надежностью по сравнению с остальными пассивными компонентами. Оборотной стороной отказа от применения штатного источника электропитания является:

• необходимость использования коммутационных шнуров, которые существенно ухудшают массогабаритные показатели коммутационного оборудования и требуют применения специальных мер для решения задач администрирования;

• невозможность введения в состав СКС штатных контроллеров, датчиков и другого аналогичного оборудования, что снижает удобство эксплуатации, увеличивает время поиска неисправности, затрудняет текущую диагностику и т.д.

Известны лишь отдельные разработки, направленные на внедрение активных компонентов в некоторые подсистемы СКС, которые доведены до серийного производства. Однако они носят вспомогательный характер (опрос состояния портов, индикация, коммутация сигналов низкоскоростных приложений), не затрагивают процесс передачи информационных сигналов и не нормируются действующими и перспективными стандартами.

Кабели СКС

Одним из способов повышения технико-экономической эффективности кабельных систем является минимизация типов применяемых кабелей. Для построения СКС допускается применение следующих кабелей на основе:

• симметричных электрических кабелей на основе витой пары с волновым сопротивлением 100, 120 и 150 Ом в экранированном и неэкранированном исполнении;

• одномодовых и многомодовых оптических кабелей.

Электрические кабели используются в основном, для создания горизонтальной разводки. По ним передаются как телефонные сигналы и низкоскоростные данные, так и данные высокоскоростных приложений. Применение оптических решений в горизонтальной подсистеме в настоящее время встречается достаточно редко. В подсистеме внутренних магистралей электрические и оптические кабели применяются одинаково часто, причем электрические кабели предназначены для передачи главным образом телефонных сигналов и данных с тактовыми частотами до 1 МГц, тогда как оптические кабели обеспечивают передачу данных высокоскоростных приложений. На внешних магистралях оптические кабели играют доминирующую роль.

Для перехода с электрического кабеля на оптический в процессе передачи данных со скоростью 10 Мбит/с и выше в технических помещениях устанавливается соответствующее сетевое оборудование (преобразователи среды, или трансиверы). Прямое использование волоконно-оптического кабеля для передачи телефонных сигналов и низкоскоростных данных на современном этапе развития техники является экономически нецелесообразным и применяется крайне редко в тех ситуациях, когда другие решения невозможны или же выдвигаются особые требования в отношении защиты информации от несанкционированного доступа. Поэтому обычно процесс преобразования низкоскоростного электрического сигнала в оптический совмещается с мультиплексированием.

Экранированный симметричный кабель потенциально обладает лучшими электрическими характеристиками по сравнению с неэкранированным. Однако этот кабель является очень критичным к качеству выполнения монтажа и заземления, имеет заметно большую стоимость и худшие массогабаритные показатели. Поэтому пока основным кабелем для передачи электрических сигналов по СКС являются кабели на основе неэкранированных витых пар. Многомодовые волоконно-оптические кабели используются, как правило, в качестве основы подсистемы внутренних магистралей. Одномодовые волоконно-оптические кабели рекомендуется применять только для построения длинных внешних магистралей.

Таблица 6. Соответствие категорий кабелей и соединителей классам приложений

TIA/EIA-568-A	ISO/IEC 11801	EN 50173	ISO/IEC 11801
Кабели и соединители				Приложения
-	-	-	A
-	-	-	B
Категория 3	Категория 3	Категория 3	C
Категория 4	Категория 4	-	-
Категория 5	Категория 5	Категория 5	D
-	Категория 6	-	E
-	Категория 7	-	F

Коаксиальные кабели не включаются в число разрешенных к применению в новые стандарты и исключаются из обновленных редакций старых. Это объясняется как низкой надежностью сетей, построенных на их основе, и невозможностью поддержки высокоскоростных приложений, так и трудностью сопряжения с другими типами направляющих систем.

Коммутационный шнур, коммутационный кабель или патч-корд (от англ. patching cord — соединительный шнур) — одна из составных частей структурированной кабельной системы. Представляет собой электрический или оптоволоконный кабель для подключения одного электрического устройства к другому или к пассивному оборудованию передачи сигнала. Может быть любых типов, но размеров нет, по стандарту ANSI EIA TIA 568B.1 не должен превышать 5 м длины, за исключением расширения TSB-75 для открытых офисов (согласно TSB-75 допускается большей длины). На обоих концах кабеля обязательно присутствуют соответствующие соединяемым устройствам коннекторы.

Кроссовер (англ. cross-over, MDI-X) — разновидность патч-корда витой пары, используемого в компьютерных сетях. Особенностью является перекрёстное (кроссовое) соединение концов кабеля с коннекторами — выполняется условие внешнего кроссирования сигналов приёма и передачи. Применяется для соединения однотипных сетевых устройств: ПК-ПК, свитч-свитч и т.п. Следует заметить, что многие современные устройства автоматически определяют тип патч-корда (прямой или кроссовый) и могут совместно работать на любом из типов кабеля.

Примеры использования: подключение компьютера к сетевому концентратору, двух коммутационных панелей друг к другу, или музыкального инструмента с приставками, расширяющими функциональность устройства.

Главное отличие коммутационного шнура от кабеля внутренней прокладки — использование многожильного провода вместо цельного. Это снижает передаточные характеристики кабеля, но повышает гибкость и уменьшает минимальный радиус безопасного изгиба шнура.

Пигте́йл (англ. Pig tail, буквально «поросячий хвостик») представляет собой отрезок кабеля, оконеченный с одной стороны коннектором определённого типа. Соединение оптического пигтейла с волокном кабеля осуществляется с помощью сварки или механических неразъёмных соединений.

1 ffs – for future study – для будущего изучения в соответствующем комитете по стандартизации.